榮獲日本全國學校圖書館協議會選定圖書!
臺灣大學機械工程學系副教授 蘇偉儁 審訂
想依照設計圖製作物件,關鍵就在正確製圖!
從基礎開始學3D CAD,機械製圖的關鍵!
機械製圖是在機械工程領域使用的製圖,
要實現構想中的機械,就必須要以機械設計→機械製圖→機械製造的順序進行作業。
所以,不論是機械系、機械工程系還是電機系,要想成為一名優秀的工程師,就要先搞懂機械製圖!
了解基礎的紋裡方向符號,是畫圖、看懂製圖的第一步!
=→加工的刀痕方向與標記符號圖的投影面平行。例:牛頭刨削面
⊥→加工的刀痕方向與標記符號圖的投影面垂直。例:牛頭刨削面(側面觀看)
X→加工的刀痕方向與標記符號圖的投影面傾斜成兩個方向交叉。例:搪磨加工面。
Μ→加工的刀痕方向或者無固定方向交叉。例:研光加工面、超級精磨加工面、橫送正面銑削面或者端銑削面。
R→加工的刀痕方向與標記符號圖的中心大致成放射狀。
機械製圖並非單純地繪製圖形,而是須要結合機械設計、機械製造等廣泛知識與技術的高階作業。
今後,利用3D CAD做為製圖工具,將會愈漸普及,本書目的之一就是幫助讀者熟悉這個工具,以能夠做出原創作品。
因此,本書不僅將著墨於3D列印,也會詳盡說明有助實際製圖的基礎知識,
並實際演練如何繪製螺絲、齒輪、彈簧與軸承,幫助讀者瞭解實際的繪製方法。
本書以全彩、豐富的插圖進行解說,不用死記硬背各種知識,內容簡單易懂,讀完馬上就能上手活用!
設計圖畫得好,後續作業才能事半功倍!
作者簡介:
門田和雄
1968年生,完成東京學藝大學大學院教育學研究科修士課程(專攻技術教育),以及東京工業大學大學院綜合理工程研究科博士課程(專攻機械微觀工程)。擁有工程博士學位。現任教於東京工業大學附屬科學技術高等學校機械系統領域。以機械技術教育的實踐與研究作為活動基礎,致力於有關機械與機器人等各種教育研究活動。還有許多日文著作,如《從基礎開始學的機械工程》、《螺絲支撐生活的秘密》(科學眼新書出版)等。
譯者簡介:
衛宮紘
清華大學原子科學院學士班畢。現為自由譯者。譯作有《上司完全使用手冊》(東販)、《超慢跑入門》(商周)、《男人懂了這些更成功》(潮客風)、《世界第一簡單電力系統》(世茂)……等。賜教信箱:emiyahiro@hotmail.com.tw
章節試閱
在手繪製圖時,比起鉛筆,多數人會選擇製圖用自動鉛筆。不管是選擇哪種工具,盡可能使圖形的線條濃度一致,相同大小文字的粗細均一。
再來,拉丁文字及數字通常會採用向右傾斜15 的斜體字,但不傾斜也沒有關係。另外,標註日語假名時,應統一使用片假名或者平假名。數字主要用阿拉伯數字,英文用羅馬體的大寫字母表示,如遇需特別標記其他符號的場合,則用小寫字母表示。但是,同一張圖面宜避免使用多種字體。
使用CAD製圖時,文字相關的基本原則相同。字型(Font)雖然沒有特別規定,但漢字使用全形文字;拉丁文字、數字使用半形文字。另外,字體統一使用直立體(羅馬體)或者斜體(義大利體),宜避免使用多種字體。
製圖用的線條依照形狀、粗細區分,搭配組合不同的線型。線型的種類有,表示圖形外型的輪廓線,以粗實線標記;表示圖形尺寸的尺寸線、尺寸界線、指引線等,以細實線標記;表示對象物看不見部分的隱藏線,以虛線標記;表示圖形中心的中心線,以一點細鏈線標記;表示參考用鄰接部分的假想線,以兩點細鏈線標記;表示對象物部份重疊或者部分切割界線的折斷線與剖面線,分別以不規則波浪線、鋸齒線標記。
根據線條的粗細,分為細線、粗線、極粗線,其粗細比例為1:2:4。例如,細線設為0.25mm時,則粗線應為0.5mm、極粗線應為1mm。使用CAD製圖時,線條相關的基本原則相同。
在手繪製圖時,比起鉛筆,多數人會選擇製圖用自動鉛筆。不管是選擇哪種工具,盡可能使圖形的線條濃度一致,相同大小文字的粗細均一。
再來,拉丁文字及數字通常會採用向右傾斜15 的斜體字,但不傾斜也沒有關係。另外,標註日語假名時,應統一使用片假名或者平假名。數字主要用阿拉伯數字,英文用羅馬體的大寫字母表示,如遇需特別標記其他符號的場合,則用小寫字母表示。但是,同一張圖面宜避免使用多種字體。
使用CAD製圖時,文字相關的基本原則相同。字型(Font)雖然沒有特別規定,但漢字使用全形文字;拉丁文字、數字使用半形文...
作者序
從機械設計到機械製作,過程中肯定會碰到形形色色的圖面。若無法利用圖面正確地呈現欲製作的機械零件形狀,也就不曉得該從何著手製造。尤其是物件製作的場合,設計與製作多半由不同人負責,向他人傳達欲作物件的構圖是重要的環節。而設計與製作由同一人進行的場合,將複數機械零件組成1台機具時,若沒有明確指示各零件的製作尺寸,後續可能會碰到問題。每次加工都得配合現有物件修正形狀的話,是非常缺乏效率的形為。為了避免這樣的情形,我們宜需要學習機械製圖,描繪適切的構圖。
過去的機械製圖,一般是使用鉛筆或者自動鉛筆搭配尺規來繪圖。機械系、建築系的學生,多是在可與製圖板保持平行的製圖桌上跟圖面奮鬥,再將製圖用紙捲成圓柱狀裝入製圖筒後帶著走。
後來,電腦支援設計的CAD(Computer Aided Design)問世,以2D CAD從事2次元的作圖,再以3D CAD完成物件的立體構圖。近年,原本高價難以入手的3D CAD逐漸降低價格,免費軟體也對外開放。最近當紅的3D列印機,對3D CAD的普及也有極大的貢獻。
機械製圖的學習應該從徒手繪製開始,還是從2D CAD或者3D CAD著手?這問題一直是議論紛紛。本書的定位是,活用今後將愈加普及的製圖工具3D CAD。然而,在完全沒有2D CAD的背景知識下學習3D CAD,仍然有其困難度。接觸機械製圖工具時,2D CAD的思維不可欠缺,尚有許多地方需要用到2D CAD。
本書不個別講述2D CAD與3D CAD,而是主要著墨3D CAD的活用,再穿插相關的2D CAD內容。
另外,關於本書使用的3D CAD,第1章、第2章是使用近年被評為免費且容易上手的「Fusion360」;第3章以後是使用在機械領域廣泛使用的3D CAD「SolidWorks」(達梭系統)。Fusion360在2015年11月開放免費使用。SolidWorks需要收費,但有體驗版可以試用。然而,本書的宗旨不在詳細介紹這些3D CAD的使用方式,而是將重點放在讓尚未接觸過3D CAD的人,也能夠了解機械製圖的實際繪製方法。
機械製圖並非單純地繪製圖形,而是需要結合機械設計、機械製造等廣泛知識與技術的高階作業。研讀前作《3小時讀通基礎機械設計》、《3小時讀通基礎機械製造》,再翻閱本書《3小時讀通基礎機械製圖》,相信讀者能從中習得完整的機械基礎。
門田和雄
從機械設計到機械製作,過程中肯定會碰到形形色色的圖面。若無法利用圖面正確地呈現欲製作的機械零件形狀,也就不曉得該從何著手製造。尤其是物件製作的場合,設計與製作多半由不同人負責,向他人傳達欲作物件的構圖是重要的環節。而設計與製作由同一人進行的場合,將複數機械零件組成1台機具時,若沒有明確指示各零件的製作尺寸,後續可能會碰到問題。每次加工都得配合現有物件修正形狀的話,是非常缺乏效率的形為。為了避免這樣的情形,我們宜需要學習機械製圖,描繪適切的構圖。
過去的機械製圖,一般是使用鉛筆或者自動鉛筆搭配...
目錄
序言 3
第1章 開始機械製圖 9
1 什麼是機械製圖? 10
2 嘗試3D CAD 15
第2章 製圖的基礎 25
1 文字的表示方式 26
2 線條的表示方式 28
3 圖形的表示方式 30
4 圖面的大小與尺度 36
5 尺度的標註法 40
第3章 練習使用3D CAD 49
1 基本圖形的繪製 50
2 創意圖面的作成 64
1月的3D設計暨成果發表會 68
2月的3D設計暨成果發表會 76
3月的3D設計暨成果發表會 84
秋季3D設計 88
冬季3D設計 89
第4章 機械製圖的基礎 91
1 尺度公差是什麼? 92
2 軸孔配合 96
3 幾何公差 101
4 表面織構 108
第5章 機械元件的製圖 115
1 繪製螺絲 116
2 繪製齒輪 126
3 繪製彈簧 134
4 繪製軸承 140
5 繪製軸周邊零件 144
6 熔接 148
7 板金 152
第6章 利用3D CAD進行分析 157
1 3D CAD的各種活用方式 158
2 構造解析 161
①模擬連桿機構 161
②模擬齒輪機構 169
3 強度解析 178
①應力與應變 178
②模擬應力分析 179
後記 185
索引 188
序言 3
第1章 開始機械製圖 9
1 什麼是機械製圖? 10
2 嘗試3D CAD 15
第2章 製圖的基礎 25
1 文字的表示方式 26
2 線條的表示方式 28
3 圖形的表示方式 30
4 圖面的大小與尺度 36
5 尺度的標註法 40
第3章 練習使用3D CAD 49
1 基本圖形的繪製 50
2 創意圖面的作成 64
1月的3D設計暨成果發表會 68
2月的3D設計暨成果發表會 76
3月的3D設計暨成果發表會 84
秋季3D設計 88
冬季3D設計 89
第4章 機械製圖的基礎 91
1 尺度公差是什麼? 92
2 軸孔配...